本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種稀土夜光纖維及其制作方法和基于該夜光纖維的紡織物。
背景技術(shù)：
夜光纖維是利用稀土發(fā)光材料制成的新型功能性纖維材料。該纖維是以紡絲原料為基體，采用長(zhǎng)余輝稀土鋁酸鹽為發(fā)光體，經(jīng)特種紡絲加工制成的夜光纖維。夜光纖維在沒(méi)有可見(jiàn)光的條件下的發(fā)光原理是：因?yàn)橄⊥猎鼐哂胸S富的電子能級(jí)，其原子的電子構(gòu)型中存在4f軌道，可以產(chǎn)生多種能級(jí)的躍遷，當(dāng)可見(jiàn)光照射稀土離子時(shí)，電子從基態(tài)或下能級(jí)躍遷到上能級(jí)，發(fā)生光的吸收，并將光能儲(chǔ)存在纖維中。沒(méi)有可見(jiàn)光時(shí)，電子從激發(fā)態(tài)上能級(jí)躍遷至下能級(jí)或基態(tài)，發(fā)生光的發(fā)射，將原來(lái)儲(chǔ)存在纖維中的能量釋放。該種纖維在沒(méi)有可見(jiàn)光條件下呈現(xiàn)出各種色彩的光，如紅光、藍(lán)光、黃光、綠光等，其原理是：由于稀土元素含有未充滿的4f殼層和4f電子被外層的5s2、5p6電子屏蔽的特性，在可見(jiàn)光區(qū)有類線性的吸收光譜和發(fā)射光譜及復(fù)雜的譜線，稀土離子躍遷能級(jí)間的能量差不同，因而發(fā)出不同顏色的光。例如，夜光材料中的eu3+從5d0躍遷到7f1時(shí)產(chǎn)生橙色光，從5d0躍遷到7f2時(shí)產(chǎn)生紅色光。
目前市面上試制成功的稀土夜光纖維及其紡織物大致是這樣兩種：一種是在普通面料或纖維上印染、印刷或噴涂含夜光粉的材料而制成的產(chǎn)品；另一種是直接用蓄光型夜光材料與pp、pet、pe直接紡制的纖維及其紡織物。這兩種產(chǎn)品的共同優(yōu)點(diǎn)是：都能在夜間不同程度地發(fā)光。但缺點(diǎn)是：第一種產(chǎn)品不耐水洗、耐高溫性能差。第二種產(chǎn)品的缺點(diǎn)是發(fā)光時(shí)間短，不耐老化，殘光輝度衰減快?，F(xiàn)有的夜光纖維一小時(shí)后的殘光輝度比剛到暗處時(shí)衰減達(dá)200多倍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種耐水洗、耐高溫性能好、能長(zhǎng)時(shí)間保持高輝度、發(fā)多色光的稀土夜光纖維及其制作方法和基于該夜光纖維的紡織物。本發(fā)明所述的稀土夜光纖維只要吸收任何可見(jiàn)光10分鐘，就可以將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下持續(xù)發(fā)光10小時(shí)以上，且可無(wú)限次循環(huán)使用?；谒鱿⊥烈构饫w維制成的紡織品，無(wú)論是做服裝還是其它用品，在白天與普通纖維具有完全一樣的使用性能，在夜間黑暗狀態(tài)下可持續(xù)發(fā)光。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料，90-97重量份；
蓄光型夜光材料，3-10重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑，0.01-0.03重量份；
氧化穩(wěn)定劑，0.02-0.04重量份；
抗紫外線劑，0.01-0.05重量份；
交聯(lián)劑，0.03-0.04重量份；
分散劑，0.1-0.5重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取2-7重量份的sr(no3)2、10-15重量份的al(no3)3·9h2o、0.001-0.1重量份的eu2o3和0.001-0.2重量份的dy2o3依次溶于75-80重量份的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入非離子表面活性劑并在85-95℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁龇请x子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的0.3-1.5wt％，之后逐漸加入氨水溶液形成溶膠；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于80-150℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量25-35wt％的無(wú)機(jī)透明彩色料，在900-1000℃灼燒1-2h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得所述蓄光型夜光材料。
所述紡絲原料為聚酯、聚丙烯、聚酰胺、pa6、pa66中的一種或幾種的混合物。
步驟(s1)中，所述硝酸溶液的濃度為0.5-5mol/l。
步驟(s2)中，所述非離子表面活性劑為聚氧乙烯非離子表面活性劑、多元醇類非離子表面活性劑、含氮的非離子表面活性劑、嵌段聚醚型非離子表面活性劑中的一種或幾種的混合物。
步驟(s2)中，所述氨水溶液的濃度為5-28wt％；所述氨水溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的6-22wt％。
步驟(s2)中，添加氨水溶液的同時(shí)還添加碳酸氫銨溶液；
形成所述溶膠的ph為8-12。
所述蓄光型夜光材料的粒徑為1-10μm。
一種制備所述稀土夜光纖維的方法，包括如下步驟：
(1)取50-80重量份的所述紡絲原料，經(jīng)100-120℃烘燥15-25h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、熔融為紡絲液或注帶、切粒制成紡絲母粒；
(2)取剩余重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲液或紡絲母粒進(jìn)行充分混合均勻，經(jīng)180-300℃烘燥15-25h后，在180-300℃紡絲溫度下、以3000-5000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
步驟(1)中，所述熔融溫度為180-260℃；
步驟(2)中，還向所述紡絲液或紡絲母粒中添加潤(rùn)滑劑。
基于所述稀土夜光纖維紡織而成的紡織物。
本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明所述的稀土夜光纖維，通過(guò)采用紡絲原料、蓄光型夜光材料、流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑和分散劑為原料并進(jìn)行適當(dāng)重量配比，其中的蓄光型夜光材料采用特定工藝制備得到，從而本發(fā)明所述的稀土夜光纖維，耐水洗，耐高溫性能好，無(wú)需印染就有顏色；耐老化，發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10小時(shí)以上，能長(zhǎng)時(shí)間保持高輝度，殘光輝度衰減慢，能發(fā)多色光；基于本發(fā)明所述稀土夜光纖維紡織成的紡織物時(shí)，對(duì)紡織機(jī)、與之混紡的其他材料沒(méi)有特別限制，紡織物對(duì)人體無(wú)害。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
以下實(shí)施例中以1重量份代表1g。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料聚酯，90重量份；
蓄光型夜光材料，10重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑ct-50，0.01重量份；
氧化穩(wěn)定劑irgafos168，0.04重量份；
抗紫外線劑a009，0.01重量份；
交聯(lián)劑abh，0.04重量份；
分散劑dp270，0.1重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取2重量份的sr(no3)2、10重量份的al(no3)3·9h2o、0.001重量份的eu2o3和0.001重量份的dy2o3依次溶于75重量份的濃度為5mol/l的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑—aeo-9，并在85℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，所述非離子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的0.3wt％，之后逐漸加入濃度為5wt％氨水溶液形成ph為8的溶膠，所述氨水溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的22wt％；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于80℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量25wt％的無(wú)機(jī)透明黃色料，在900℃灼燒2h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得粒徑為1μm的所述蓄光型夜光材料。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供一種所述稀土夜光纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)取其中50重量份的所述紡絲原料，經(jīng)100℃烘燥25h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、180℃熔融為紡絲液；
(2)取剩余40重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲液進(jìn)行充分混合均勻，經(jīng)180℃烘燥25h后，在180℃紡絲溫度下、以3000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料聚丙烯，97重量份；
蓄光型夜光材料，3重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑ct-50，0.03重量份；
氧化穩(wěn)定劑irgafos168，0.02重量份；
抗紫外線劑a009，0.05重量份；
交聯(lián)劑abh，0.03重量份；
分散劑dp270，0.5重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取7重量份的sr(no3)2、15重量份的al(no3)3·9h2o、0.1重量份的eu2o3和0.2重量份的dy2o3依次溶于80重量份的濃度為0.5mol/l的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入多元醇類非離子表面活性劑—甘油二脂肪酸酯，并在95℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，所述非離子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的1.5wt％，之后逐漸加入濃度為28wt％氨水溶液和濃度為28wt％碳酸氫銨溶液按照質(zhì)量比1:1組成的混合溶液，以形成ph為12的溶膠，所述混合溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的3wt％；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于150℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量35wt％的無(wú)機(jī)透明紅色料，在1000℃灼燒1h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得粒徑為10μm的所述蓄光型夜光材料。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供一種所述稀土夜光纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)取其中80重量份的所述紡絲原料，經(jīng)120℃烘燥15h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、260℃熔融為紡絲液，之后將所述紡絲液經(jīng)注帶、切粒制成紡絲母粒；
(2)取剩余17重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲母粒進(jìn)行充分混合均勻后，加入0.1重量份的潤(rùn)滑劑硬脂酸鎂并進(jìn)行混合均勻，之后經(jīng)300℃烘燥15h后，在300℃紡絲溫度下、以5000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料聚酰胺，94重量份；
蓄光型夜光材料，6重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑ct-50，0.02重量份；
氧化穩(wěn)定劑irgafos168，0.03重量份；
抗紫外線劑a009，0.03重量份；
交聯(lián)劑abh，0.035重量份；
分散劑dp270，0.3重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取5重量份的sr(no3)2、12重量份的al(no3)3·9h2o、0.05重量份的eu2o3和0.1重量份的dy2o3依次溶于78重量份的濃度為2.5mol/l的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入含氮的非離子表面活性劑—十四烷基醇酰胺，并在90℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁龇请x子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的0.9wt％，之后逐漸加入濃度為16wt％氨水溶液形成ph為10的溶膠，所述氨水溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的14wt％；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于110℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量30wt％的無(wú)機(jī)透明藍(lán)色料，在950℃灼燒1.5h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得粒徑為5μm的所述蓄光型夜光材料。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供一種所述稀土夜光纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)取其中65重量份的所述紡絲原料，經(jīng)110℃烘燥20h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、220℃熔融為紡絲液，之后將所述紡絲液經(jīng)注帶、切粒制成紡絲母粒；
(2)取剩余29重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲母粒進(jìn)行充分混合均勻后，加入0.5重量份的潤(rùn)滑劑硬脂酸鎂并進(jìn)行混合均勻，之后經(jīng)240℃烘燥20h后，在240℃紡絲溫度下、以4000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料pa6，95重量份；
蓄光型夜光材料，7重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑ct-50，0.02重量份；
氧化穩(wěn)定劑irgafos168，0.03重量份；
抗紫外線劑a009，0.03重量份；
交聯(lián)劑abh，0.035重量份；
分散劑dp270，0.3重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取5重量份的sr(no3)2、12重量份的al(no3)3·9h2o、0.05重量份的eu2o3和0.012重量份的dy2o3依次溶于76重量份的濃度為3mol/l的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入嵌段聚醚型非離子表面活性劑—聚氧丙烯聚醚型非離子表面活性劑，并在90℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，所述非離子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的0.9wt％，之后逐漸加入濃度為16wt％氨水溶液和濃度為16wt％碳酸氫銨溶液按照質(zhì)量比1:1組成的混合溶液，形成ph為10的溶膠，所述混合溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的7wt％；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于120℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量30wt％的無(wú)機(jī)透明綠色料，在950℃灼燒1.5h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得粒徑為6μm的所述蓄光型夜光材料。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供一種所述稀土夜光纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)取其中65重量份的所述紡絲原料，經(jīng)110℃烘燥20h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、220℃熔融為紡絲液；
(2)取剩余30重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲液進(jìn)行充分混合均勻，經(jīng)240℃烘燥20h后，在240℃紡絲溫度下、以4000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種稀土夜光纖維，原料組分包括：
紡絲原料pa66，95重量份；
蓄光型夜光材料，7重量份；
流動(dòng)穩(wěn)定劑ct-50，0.02重量份；
氧化穩(wěn)定劑irgafos168，0.03重量份；
抗紫外線劑a009，0.03重量份；
交聯(lián)劑abh，0.035重量份；
分散劑dp270，0.3重量份；
所述蓄光型夜光材料采用如下方法制備得到：
(s1)分別稱取5重量份的sr(no3)2、12重量份的al(no3)3·9h2o、0.05重量份的eu2o3和0.015重量份的dy2o3依次溶于78重量份的濃度為2mol/l的硝酸溶液中，制得金屬硝酸鹽溶液；
(s2)向所述金屬硝酸鹽溶液中加入嵌段聚醚型非離子表面活性劑—聚氧丙烯聚醚型非離子表面活性劑，并在90℃條件下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，所述非離子表面活性劑的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的0.9wt％，之后逐漸加入濃度為5wt％氨水溶液和濃度為5wt％碳酸氫銨溶液按照質(zhì)量比1:1組成的混合溶液，形成ph為10的溶膠，所述混合溶液的添加量占所述金屬硝酸鹽溶液質(zhì)量的11wt％；
(s3)將步驟(s2)所述溶膠緩慢蒸發(fā)脫水，得到凝膠于120℃下烘干，得到凝膠基材；
(s4)向所述凝膠基材中加入占所述凝膠基材重量30wt％的無(wú)機(jī)透明綠色料，在950℃灼燒1.5h，經(jīng)粉碎、篩選后，即得粒徑為6μm的所述蓄光型夜光材料。
進(jìn)一步，本實(shí)施例提供一種所述稀土夜光纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)取其中60重量份的所述紡絲原料，經(jīng)110℃烘燥20h后，加入所述蓄光型夜光材料，之后再依次加入所述流動(dòng)穩(wěn)定劑、氧化穩(wěn)定劑、抗紫外線劑、交聯(lián)劑和分散劑，經(jīng)混合攪拌、220℃熔融為紡絲液，所述紡絲液經(jīng)注帶、切粒制成紡絲母粒；
(2)取剩余35重量份的所述紡絲原料，與步驟(1)所述紡絲母粒進(jìn)行充分混合均勻，經(jīng)240℃烘燥20h后，在240℃紡絲溫度下、以4000m/min的卷繞紡絲速度進(jìn)行紡絲，即得所述的稀土夜光纖維。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。